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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 一種高效空氣傳播病毒采樣器的研發(fā)
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 該病毒采樣器主要由負(fù)壓吸氣裝置、一次性采樣筒及病毒特異性吸附粒子組成。采樣過程中空氣在負(fù)壓條件下以恒定流速通過病毒采樣液，在病毒特異性吸附粒子的吸附作用下，空氣中的病毒和細(xì)菌等微生物被有效地富集，吸附粒子對(duì)病毒的吸附率高達(dá)75%。結(jié)合Real time-PCR技術(shù)可快速、高效、靈敏的檢測出特定空氣中的病毒濃度，檢測限為10~50個(gè)病毒/L空氣，為空氣傳染疾病（流感等）的預(yù)防及相應(yīng)應(yīng)急措施提供參考。
- 詳細(xì)介紹：
- 典型空氣傳播病毒引起的流行病—流感的大流行在過去的一個(gè)世紀(jì)里奪去了幾千萬人的生命，流感的爆發(fā)因具有周期性而無法被徹底消滅。目前對(duì)流感病毒主要的采樣方法為采集流感病毒疑似病例（人或禽）的咽部分泌液并對(duì)其進(jìn)行檢測，但這是較為滯后的措施，如在感染前對(duì)空氣中的病毒含量進(jìn)行有效的檢測，可更早的提高預(yù)警機(jī)制和采取控制措施，從而及早切斷病毒的傳播。但對(duì)空氣中病毒的采集及檢測受到以下三方面的限制而困難重重：（1）病毒顆粒太小，難以捕捉；（2）低濃度的病毒顆粒在采集系統(tǒng)中難以濃縮，導(dǎo)致檢測靈敏度無法提高；（3）檢測方法的重復(fù)性低。目前市場上關(guān)于空氣傳播病毒采樣器的產(chǎn)品幾乎處于空白。因此，為了解決這些問題，本項(xiàng)目開發(fā)了一種高效空氣傳播病毒采樣器。 該病毒采樣器主要由負(fù)壓吸氣裝置、一次性采樣筒及病毒特異性吸附粒子組成。采樣過程中空氣在負(fù)壓條件下以恒定流速通過病毒采樣液，在病毒特異性吸附粒子殼聚糖和DEAE陰離子交換樹脂的吸附作用下，空氣中的病毒和細(xì)菌等微生物被有效地富集，吸附粒子對(duì)病毒的吸附率高達(dá)75%。結(jié)合Real-time PCR技術(shù)可快速、高效、靈敏的檢測出特定空氣中的病毒濃度，檢測限為10~50個(gè)病毒/L空氣，為空氣傳染疾?。鞲械龋┑念A(yù)防及相應(yīng)應(yīng)急措施提供參考。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 為能快速檢測特定空間的空氣質(zhì)量，為流感的預(yù)防及相應(yīng)應(yīng)急措施提供參考數(shù)據(jù)。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)出高效的流感病毒空氣采樣器，結(jié)合目前已經(jīng)成熟的熒光定量PCR技術(shù)，可快速、靈敏地檢測出空氣中可能存在的流感病毒。該裝置主要由負(fù)壓吸氣裝置、病毒吸附液及吸附粒子組成。利用抽氣裝置，通過負(fù)壓吸附空氣，以每分鐘恒定氣流量，經(jīng)過液體采集區(qū)，在病毒特異性吸附粒子的吸附作用下，使空氣中的病毒顆粒富集在小體積的液體中。然后通過過濾或離心，收集液體中的粒子，用市售的RNA萃取試劑盒萃取病毒mRNA，采用熒光定量PCR檢測病毒量。 創(chuàng)新點(diǎn)在于用病毒特異性吸附粒子富集病毒并結(jié)合熒光定量PCR檢測空氣中病毒量。吸附介質(zhì)對(duì)病毒的吸附率高達(dá)75%，對(duì)空氣中流感病毒的最低檢測濃度為10~50個(gè)病毒/L空氣。 主要技術(shù)包括病毒特異性采集介質(zhì)的選擇及制備、采樣器設(shè)計(jì)和熒光定量PCR。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 目前對(duì)空氣中病毒的采集及檢測受到以下三方面的限制而困難重重：（1）病毒顆粒太小，難以捕捉；（2）低濃度的病毒顆粒在采集系統(tǒng)中難以濃縮，導(dǎo)致檢測靈敏度無法提高；（3）檢測方法的重復(fù)性低。目前市場上關(guān)于空氣傳播病毒采樣器的產(chǎn)品幾乎處于空白。 大多數(shù)病毒的等電點(diǎn)為4.5~5.5，大多數(shù)細(xì)菌的等電點(diǎn)為2.0~5.0，它們?cè)谥行运芤褐卸紟ж?fù)電荷。殼聚糖是唯一天然帶正電的多糖，因此在中性水溶液中殼聚糖可通過正負(fù)電荷相互吸引作用特異性吸附病毒和細(xì)菌等微生物，且對(duì)微生物具有一定保護(hù)作用，利于后續(xù)培養(yǎng)。本項(xiàng)目開發(fā)的這種高效空氣傳播病毒采樣器，其殼聚糖納米顆粒對(duì)病毒的吸附率高達(dá)75%；結(jié)合Real time-PCR技術(shù)可高效、靈敏檢測出空氣中低濃度的病毒，檢測限為10~50個(gè)病毒/L空氣。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2011年6月18日-2010年6月20日在福州?海峽國際會(huì)展中心展示。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 項(xiàng)目轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品、錄像、圖片
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 該作品用病毒特異性吸附粒子富集病毒并結(jié)合Real time-PCR檢測空氣中病毒量。吸附介質(zhì)對(duì)病毒的吸附率高達(dá)75%，對(duì)空氣中流感病毒的最低檢測濃度為10~50個(gè)病毒/L空氣。市場上關(guān)于空氣中病毒采樣器幾乎處于空白。該產(chǎn)品適用于公共交通工具、醫(yī)院、疾控中心、學(xué)校、養(yǎng)雞場、特定公共場所等空氣質(zhì)量的檢測，具有廣闊的市場前景。可能的經(jīng)濟(jì)效益點(diǎn)：1）儀器；2）儀器配套試劑盒（一次性病毒采樣液及采樣筒）。生產(chǎn)成本：儀器成本約1200元/臺(tái)，一次性病毒采樣液+采樣筒成本：50元/樣品。預(yù)測市場價(jià)格：3000~5000元/臺(tái)。
同類課題研究水平概述
- 目前相關(guān)研究主要集中于從流行病學(xué)討論病毒氣溶膠對(duì)人體可能造成的影響，實(shí)時(shí)采集病毒并檢測方面的研究報(bào)道很少。國內(nèi)外主要有針對(duì)空氣中病毒采集及檢測產(chǎn)品很少。目前的難點(diǎn)主要有：一是連續(xù)采樣，二是標(biāo)本的分離，三是病毒的快、敏、準(zhǔn)的檢出，四是高度自動(dòng)化。隨著病毒氣溶膠傳染病方面的研究逐漸成為國際研究的熱點(diǎn)，得到更廣泛的關(guān)注，近年來開發(fā)設(shè)計(jì)了一些具有應(yīng)用前景的新型采樣器及采樣介質(zhì)，但一個(gè)不可辯駁的事實(shí)是采樣器價(jià)格昂貴且均有某種缺陷。實(shí)現(xiàn)快速、自動(dòng)、便攜、高效的采樣功能是目前采樣器的發(fā)展趨勢(shì)。 空氣中微生物的采樣方法主要有自然沉降法和儀器采樣法。由于病毒顆粒較小，一般很難用自然沉降法采樣，所以運(yùn)用較多的是儀器采樣法。儀器采樣法是借助于空氣采樣器的外力作用，在一定時(shí)間內(nèi)將生物粒子收集濃縮，用校正公式計(jì)算出空氣中微生物的粒子濃度（CFU/m3），然后對(duì)空氣微生物進(jìn)行分離、純化、檢驗(yàn)和鑒定。1861年法國科學(xué)家巴斯德第一次從空氣中采到了微生物，從此開辟了空氣微生物采樣的新領(lǐng)域。100多年來，設(shè)計(jì)了多種多樣的空氣中微生物采樣器，歸納起來可分為：①固體撞擊式采樣器，其中以Anderson采樣器最為著名；②離心式采樣器；③氣旋式采樣器；④液體沖擊式采樣器；⑤ 過濾式采樣器；⑥大容量靜電沉降采樣器。上述幾類用來檢測空氣中病毒氣溶膠各有優(yōu)缺點(diǎn)。不同的氣溶膠病毒富集方法有著不同的效率。如Hogan等比較了三種（All Glass Impinger 30、SKC BioSampler和Frit bubbler）氣溶膠微生物顆粒樣品收集器收集<1μm和<100 nm的病毒顆粒的效率，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對(duì)于30～100 nm范圍的病毒顆粒，三種樣品收集器的效率均低于10%，并且這三種收集器對(duì)病毒顆粒的收集效率是隨著時(shí)間的增長而逐漸下降的。Myatt TA等比較了過濾式和撞擊式兩種收集器富集病毒的效率，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，過濾器收集結(jié)合PCR的檢測方法相對(duì)于傳統(tǒng)的撞擊式收集器結(jié)合細(xì)胞培養(yǎng)的方法更具優(yōu)勢(shì)。過濾式收集器可以進(jìn)行長時(shí)間（40h）的樣品收集，而撞擊式收集器只能進(jìn)行短時(shí)間（15～20min）的收集。 環(huán)境病毒的檢測要求高效、靈敏、快速，以PCR為核心的分子生物學(xué)技術(shù)已成為病毒檢測的主要手段，細(xì)胞培養(yǎng)、各類血清學(xué)試驗(yàn)等傳統(tǒng)檢測方法也常用在特定的場合，或用于驗(yàn)證與鑒定病毒。
